[发明专利]适用于制备钽电容器用钽壳内壁阴极的浸渍溶液的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，更具体地，涉及适用于制备钽电容器用钽壳内壁阴极的浸渍溶液的制备方法及其在制备钽壳内壁阴极方面的应用。

背景技术

非固体电解质钽电容器由钽阳极芯子、五氧化二钽（Ta2O5）介质、硫酸溶液电解质、阴极及金属外壳组成，钽阳极芯子为电容器阳极，阴极能提高硫酸溶液电解质的接触面积，最大限度地引出电容器的容量，电容器的容量C由阳极容量C阳极和阴极容量C阴极串联组成：C=（C阳极×C阴极）/（C阳极 + C阴极）。

电子技术的发展对电容器的能量密度、电性能提出了更高的要求，对电容器的阴极容量和内阻等电性能也要求越来越高。按传统方法在电容器外壳内壁进行镀铂黑处理制备的阴极容量不高，所以这种阴极已不适用于制造高能量密度的电容器。目前，在钽壳内由钽粉压制成型阴极筒是制造全钽外壳非固体电解质钽电容器的常用方法之一，这种采用钽粉制作的阴极其电量储存于钽与电解液形成的钽氧化电介质中，比容量较低，且钽阴极筒的厚度一般有0.3毫米至0.5毫米，占据了一定的电容器内部空间，使钽阳极芯块体积受限，造成阳极容量受限，所以这种电容器也难以做到大容量、高能量密度。

氧化钌（RuO₂）材料是过渡金属氧化物，可形成不同寻常的比电容量，具有良好的导电性，并且在硫酸溶液中稳定，是一种目前公认的性能最优异的阴极材料；氧化钌阴极的厚度一般为0.02毫米至0.05毫米，与钽阴极筒相比，厚度相差一个数量级，钽阳极芯块体积可以做到更大，能提高阳极容量，最大限度地利用电容器内部空间。因此，在钽壳内壁制备氧化钌阴极是制造全钽外壳非固体电解质钽电容器尤其是大容量全钽外壳非固体电解质钽电容器更好的方法。

通过专利文献检索发现，公开号为“CN101556869B” 的中国发明专利公开了名称为“一种钽电容器用钽壳内壁RuO₂薄膜的制备方法”，它是利用电化学方法在钽壳内壁电沉积氧化钌，该方法由于存在析氢反应，沉积的氧化钌在钽壳内壁上的附着力较差。另外，公开号为“CN102496473A” 的中国发明专利公开了名称为“在电解电容器钽外壳内壁制备氧化钌涂层的方法”，它是将含钌化合物与阀金属粉混合制得的混合粉料配合调制成浆料，然后将该浆料涂覆在钽壳内壁，再采用阳极氧化法制备氧化钌，这种方法虽然可避免阴极析氢反应，但涂覆用力不均易导致阴极层不均匀，阴极容量分布不均匀，制备的氧化钌阴极不稳定、电性能不好。因此如何做到既能提高氧化钌在钽壳内壁上的附着力，又能同时获得容量均匀，电性能优良稳定的能满足大容量全钽外壳非固体电解质钽电容器高能量密度、高性能要求的阴极，仍有待进一步研究，目前未见相关技术报道。

发明内容

    本发明的要解决的技术问题在于针对现有技术中钽电容器用钽壳内壁阴极

的制备技术不足，提供一种适用于制备钽电容器用钽壳内壁阴极的浸渍溶液。基于所述浸渍溶液，可制备得到一种新的氧化钌阴极。

本发明要解决的另一技术问题是提供所述浸渍溶液在制备钽电容器用钽壳内壁阴极方面的应用。基于所述浸渍溶液的应用，本发明提供了一种钽电容器用钽壳内壁阴极的制备方法，该方法很好地应用所述浸渍溶液制备得到氧化钌阴极。本发明方法不仅工艺简单易行，而且制备得到的氧化钌阴极容量高、分布均匀、内阻小、电性能优良稳定、在钽壳内壁上的附着力强，适用于制造大容量全钽外壳非固体电解质钽电容器，能很好地满足对电容器高能量密度、低等效串联电阻的要求。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种适用于制备钽电容器用钽壳内壁阴极的浸渍溶液，其制备方法包括以下步骤：

S21.将三氯化钌水合物（RuCl₃·xH₂O）粉末溶解于醚类溶剂，使RuCl₃·xH₂O浓度为0.1mol/L～5mol/L，得溶液A；

S22.按溶液A总量的质量百分比1%～30%将氧化物加入到溶液A中，得溶液B；本发明在本步骤将氧化物加入溶液A中，加速了RuO₂晶体的形成，将有利于提高阴极附着力，增加阴极的比表面积，从而提高阴极容量。

S23.将活性炭粉末按溶液B总量的质量百分比1%～4%加入到溶液B中，得溶液C；

S24.将氧化铜、氧化钾、氧化锰、无水硫酸铜、高锰酸钾中的一种或多种金属化合物粉末，按溶液C的质量百分比1%～5%加入到溶液C中，得溶液D；所述金属化合物粉末采用多种时，每种金属化合物粉末之间的配比不作限定；